Gyártósor-kiegyensúlyozás: a munka igazodjon a tempóhoz

Kezdőlap » Erőforrások » Gyártósor-kiegyensúlyozás: a munka igazodjon a tempóhoz

Becsült olvasási idő: 11 perc

Az egyik operátor még a szerelvény rögzítésén dolgozik, a következő pedig már vár rá. A műszak végére a sor elmarad a kitűzött darabszámtól, pedig látszólag elegendő ember és berendezés állt rendelkezésre.

A gyártósor-kiegyensúlyozás során úgy osztjuk el a munkaelemeket az állomások között, hogy a sor tartani tudja az elvárt gyártási tempót, miközben betartjuk a feladatok sorrendjét, figyelembe vesszük a rendelkezésre álló erőforrásokat, és biztonságos munkamódszereket alkalmazunk. A cél a megvalósítható munkamegosztás, nem pedig az, hogy mindenáron azonos legyen a terhelés.

A jól kiegyensúlyozott soron megszűnik az elkerülhető várakozás és túlterhelés. Ehhez olyan gyártási terv is kell, amely biztosítja a szükséges erőforrásokat. A SkyPlanner APS segít a közösen meghatározott műveleteket egy egységes, kapacitásokat figyelembe vevő ütemtervbe illeszteni. Így ha egy papíron kiegyensúlyozott sor vizsgálóállomását egy másik rendeléshez osztják be, az ütközés láthatóvá válik a tervben.

A munkaelemeket egyensúlyozzuk ki, nem csupán a gépeknél várakozó feladatokat

A munkaelem egy feladat jól körülhatárolt része, például egy készülékház pozicionálása, egy alkatrész beszerelése vagy egy ellenőrzés elvégzése. A gyártósor-kiegyensúlyozás során határozzuk meg, melyik állomás végezze az egyes elemeket, és hogy az állomás időben el tudja-e végezni a rábízott munkát.

Az összefüggések megértéséhez három kapcsolódó kérdést érdemes elkülöníteni:

• Az ütemidő a vevői igény által megkövetelt tempót fejezi ki.
• A gyártósor-kiegyensúlyozás az egy darab elkészítéséhez szükséges munkát osztja el az állomások között.
• A gyártásütemezés a tényleges rendelések műveleteihez rendel erőforrásokat és időpontokat, az üzem többi munkájával összehangolva.

A termeléskiegyenlítés megint mást jelent: időben egyenletesebbé teszi a gyártási mennyiséget és a termékösszetételt. A termékösszetétel módosítása megkönnyítheti a sor működtetését, de önmagában nem oldja meg, ha egy állomás több munkát kap, mint amennyit el tud végezni.

Ezeket a döntéseket össze kell hangolni, de nem szabad összemosni. Attól, hogy egy gép ütemtervében vannak még szabad órák, nem biztos, hogy egy munkaelem áthelyezhető oda. Ezt a készülékezésnek, az alkatrészellátásnak, a szaktudásnak és a feladatok közötti függőségeknek is lehetővé kell tenniük.

1. A munka áthelyezése előtt határozza meg az elvárt tempót

Azonos időszakra vonatkozó vevői igénnyel és nettó rendelkezésre álló gyártási idővel számoljon:

Ütemidő = nettó rendelkezésre álló gyártási idő ÷ szükséges darabszám.

Vegyünk egy ismétlődő munkát végző szerelősort, ahol műszakonként 420 perc áll rendelkezésre a gyártáshoz, a vevői igény pedig 420 megfelelő minőségű darab. Az ütemidő így 1 perc, azaz 60 másodperc darabonként. A már működő sornak átlagosan ilyen időközönként kell egy megfelelő darabot kibocsátania ahhoz, hogy kielégítse az igényt.

A rendelkezésre álló időt következetesen határozza meg. Ne számítsa bele a tervezett, termelés nélküli időszakokat, például azokat a szüneteket, amikor a sor áll. A kapacitás számításakor vegye figyelembe az átállásokat, az állásidőt és a minőségi veszteségeket. Ne tekintse ezeket eltűntnek csak azért, mert a kiegyensúlyozási számítás papíron szépen kijön, és ugyanazt a veszteséget se vonja le kétszer.

Olyan tervezett ciklusidőt válasszon, amely legfeljebb az ütemidővel egyenlő, és elegendő tartalékot hagy a folyamatban kezelendő ingadozásokra és veszteségekre. Az ütemidő a keresletből adódó követelmény; a tervezett ciklusidő pedig azt a tempót jelöli, amelyre a munkavégzést kialakítja. A mért ciklusidők mutatják meg, mit teljesít ténylegesen a sor.

Meglévő sornál azt is tisztázza, min lehet változtatni. Adott az állomások száma és a rendelkezésre álló hely? Áthelyezhetők a szerszámok és készülékek? Van olyan művelet, amelyet csak megfelelő képesítéssel rendelkező dolgozó végezhet? Ezek a korlátok döntik el, melyik munkamegosztás használható a gyakorlatban, nem csupán matematikailag lehetséges.

2. Mérje meg a munkaelemek idejét, és rögzítse, minek kell együtt maradnia

A munkát az azt végző operátorokkal együtt figyelje meg. Bontsa olyan, egyértelmű kezdő- és végponttal rendelkező elemekre, amelyeket érdemben át lehet osztani más állomásra. Minden megfigyelésnél rögzítse a módszert, a termékváltozatot, az időtartamot és a körülményeket.

Számoljon az anyagmozgatással, a gyaloglással, az ellenőrzéssel és az utánpótlással is, ha ezek az operátor ciklusidejéből vesznek el. A hiányzó kötőelemek ismételt beszerzésére fordított idő nem szabad kapacitás. Több jellemző ciklust rögzítsen, ne a leggyorsabbra építse a tervet.

Különítse el a kézi munkát az automatikus gépidőtől. Ha az operátor a munkadarab vizsgálóberendezésbe helyezése után a vizsgálat közben más feladatot is végezhet, ezek az idők átfedhetik egymást. Ha viszont végig felügyelnie kell a vizsgálatot, erre nincs lehetőség. Az összes rögzített idő egyszerű összeadása ezért mind az operátor terheléséről, mind az állomás ciklusidejéről téves képet adhat.

Minden munkaelemnél rögzítse a következőket:

• Az előfeltételét: minek kell megtörténnie, mielőtt ez a munka elkezdhető?
• Az alkalmas állomást, a szükséges berendezést, készüléket és szaktudást.
• Az áthelyezés minden korlátját, beleértve a biztonságot, az ergonómiát, a minőséget és a termékhez való hozzáférést.
• Azt, hogy felosztható-e, végezhető-e más munkával időben átfedésben, vagy végrehajtható-e párhuzamos erőforráson.

Ábrázolja az előírt sorrendi kapcsolatokat egy egyszerű feladathálóban. Minden lehetséges munkakiosztásnak meg kell őriznie ezeket a kapcsolatokat, az egy állomáson belüli munkaelemek sorrendjét is beleértve. Két feladat sorrendje nem cserélhető fel pusztán azért, mert az időtartamuk jól illeszkedik a tervbe, ha az egyik csak a másik befejezése után kezdhető el.

3. A tényleges korlátokat betartva ossza újra a munkát

Az operátorok terhelését bemutató, gyakran yamazumi diagramnak nevezett ábra megkönnyíti az első összehasonlítást. Operátoronként egy-egy oszlopban helyezze egymásra az egyes munkaelemek idejét, majd hasonlítsa össze az oszlopokat az ütemidővel vagy a választott tervezett ciklusidővel. Nem egyszerűen az a kérdés, melyik oszlop legyen alacsonyabb, hanem az, mely munkaelemek helyezhetők át.

Nézzük a következő képzeletbeli szerelési példát. Mindhárom állomáson egy-egy operátor dolgozik, és a munkaelemek egymás után, időbeli átfedés nélkül következnek. Az idők tartalmazzák az egyes elemeken belül szükséges anyagmozgatást; ebben az egyszerűsített számításban nincs további továbbítási idő vagy átállás.

Munkaelem	Elvégzendő munka	Darabonkénti idő	Megelőző elem
A	A készülékház előkészítése	15 másodperc	—
B	Az alap beszerelése	20 másodperc	A
C	A modul beszerelése	20 másodperc	B
D	A vezetékek csatlakoztatása	25 másodperc	C
E	A készülékház lezárása és rögzítése	25 másodperc	D
F	A szerelvény vizsgálata	25 másodperc	E
G	Címkézés és csomagolás	15 másodperc	F

Az összes munkaelem együttes ideje 145 másodperc darabonként. Az alábbi táblázat a kiinduló munkakiosztást és egy lehetséges javítását mutatja:

Állomás	Kiinduló munkakiosztás	Eredeti munkaidő	Módosított munkakiosztás	Módosított munkaidő
1	A + B	35 másodperc	A + B + C	55 másodperc
2	C + D + E	70 másodperc	D + E	50 másodperc
3	F + G	40 másodperc	F + G	40 másodperc

Az eredeti elosztásban a 2. állomás nem tudja 60 másodpercenként megismételni a munkáját. Bár a gyártósor állomásainak átlagos munkaterhelése az ütemidő alatt van, ez az átlag nem szünteti meg az adott állomás túlterhelését.

Ha a C munkaelemet áthelyezzük az 1. állomásra, minden állomás munkaideje a megkövetelt 60 másodperc alá kerül, és az A-tól G-ig tartó sorrend is megmarad. Egyetlen munkalépés sem tűnt el, és a 3. állomás terhelése továbbra is kisebb. Nem teremtene értéket, ha mindhárom oszlopot egyforma magasra alakítanánk, de ehhez nehezen kivitelezhető vagy nem biztonságos feladatáthelyezésre lenne szükség.

Az áthelyezés csak akkor valósítható meg, ha az 1. állomáson megfelelően be lehet szerelni a modult: rendelkezésre kell állniuk az alkatrészeknek, a szerszámoknak, a szükséges helynek és a megfelelően képzett operátornak. Ezt még a módosított elosztás jóváhagyása előtt ellenőrizze. Ha a modul beszereléséhez a 2. állomáson rögzített készülék szükséges, válasszon más módosítást. Attól még nem oldódik meg a probléma, hogy a diagramon áthelyezünk egy téglalapot.

Számítsa ki a minimális állomásszámot és a kiegyensúlyozás hatékonyságát

Ebben az egyszerű, egymást követő munkalépésekre épülő modellben az elméleti alsó korlát a következő:

Minimális állomásszám = teljes munkatartalom ÷ tervezési ciklusidő, felfelé kerekítve.

60 másodperces tervezési ciklusidőnél 145 ÷ 60 megközelítőleg 2,42, tehát legalább 3 állomásra van szükség. Ez alsó korlát, nem pedig bizonyíték arra, hogy egy adott háromállomásos feladatelosztás megvalósítható. Az előírt műveleti sorrend, a nem osztható munkaelemek és a berendezésekből adódó korlátok más megoldást tehetnek szükségessé.

A módosított elosztásban a leghosszabb állomásidő 55 másodperc. A példában feltételezett ideális, állandósult működés mellett ez határozza meg a gyártósor legrövidebb ismétlődő ciklusát. A kiegyensúlyozás hatékonyságát gyakran a következőképpen számítják:

Kiegyensúlyozási hatékonyság = teljes munkatartalom ÷ (állomások száma × gyártósor ciklusideje) × 100.

Az 55 másodperces ciklussal számolva: 145 ÷ (3 × 55) × 100 = 87,9%. Az ehhez tartozó kiegyensúlyozási veszteség 12,1%: az állomások cikluson belüli idejének ekkora részére nincs munka kiosztva.

Ha ehelyett a kereslet által megkövetelt 60 másodperces ütemhez viszonyítja az elosztást, az eredmény 145 ÷ (3 × 60) × 100 = 80,6%. A változatok összehasonlításakor mindig jelezze, milyen idő szerepel a nevezőben. A ciklusidőre számított kiegyensúlyozási mutató és az ütemidőhöz viszonyított terhelés más-más kérdésre ad választ.

Egyik érték sem OEE, minőségi mutató vagy garantált kibocsátási ráta. A gyakorlatban az számít, hogy a gyártósor tartósan képes-e megfelelő darabokat előállítani az elvárt ütemben, nem biztonságos munkavégzés, kihagyott ellenőrzések vagy növekvő várakozó állomány nélkül. Pusztán a kihasználtság javításáért nem érdemes a keresletnél gyorsabban termelni.

4. Szüntesse meg azt a korlátot, amelyen a feladatok áthelyezése nem segít

Előfordul, hogy semmilyen feladatátrendezéssel nem tartható a tervezési ciklusidő. Ilyenkor az okot keresse meg, ne általános utasítást adjon a gyorsabb munkavégzésre.

Egy nem osztható munkaelem időigénye meghaladja a ciklusidőt. Fejlessze a munkamódszert, csökkentse a munkaelem időtartamát, vagy vizsgálja meg egy további, párhuzamosan működő erőforrás bevonását. Attól, hogy másik operátorhoz rendeli a feladatot, annak időigénye nem változik. Ha a párhuzamos munkavégzés fizikailag lehetséges, a tervezés során vizsgálja meg a további szerszámigényt, a létszámigényt és a munkadarabok átadását is.

Az átlag belefér, de a szokásos ingadozás már nem. Vizsgálja meg az okokat: az alkatrészek elhelyezését és hozzáférhetőségét, a beállításokat, az utómunkát, az anyagutánpótlást és az eltérő munkamódszereket. Az ideális ciklusokra épített kiegyensúlyozás mellett már kis eltérések is ismétlődő leállásokhoz vezethetnek. Hagyjon elegendő tartalékot az eltérések ledolgozására, és a próbaüzem során ellenőrizze, hogy ez valóban elegendő-e.

A termékösszetétel megváltoztatja a munkaterhelést. Ellenőrizze a munkaelemek idejét termékváltozatonként. A súlyozott átlag elfedheti, hogy több egymás után érkező, összetett darab túlterheli valamelyik állomást. Az átlagos termékösszetétel mellett valószerű gyártási sorrendeket is vizsgáljon meg; alkalmazzon termeléskiegyenlítést, ahol az segít időben elosztani ezeket az igényeket.

Több állomás ugyanazt a dolgozót vagy gépet veszi igénybe. Ellenőrizze, mikor van szükségük az adott erőforrásra. Két állomás munkaideje külön-külön az ütemidő alatt maradhat, mégis előfordulhat, hogy egyszerre igénylik ugyanazt az operátort. A közösen használt vizsgálóberendezést pedig éppen egy másik termékcsalád foglalhatja le. Az állomások kiegyensúlyozott működéséhez az erőforrásnak ténylegesen rendelkezésre kell állnia.

Ennél az utolsó problémánál találkozik a műszaki folyamattervezés és az üzemi ütemezés. A munkaelemek kiosztása meghatározza a munka tervezett menetét. Az ütemtervben ezt a munkát megvalósítható módon kell összehangolni az ugyanazokért az erőforrásokért versengő többi feladattal.

5. Vezesse át a jóváhagyott feladatelosztást a közös SkyPlanner-ütemtervbe

Miután a csapat megállapodott a megvalósítható munkamegosztásban, rögzítse annak műveleteit, időtartamait és függőségeit a technológiai útvonalban. Határozza meg, mely munkaállomások alkalmasak a feladatokra, milyen műszakokban és mekkora kapacitással működnek, valamint hogyan befolyásolja ezt a kapacitást a személyzet rendelkezésre állása.

A SkyPlanner ütemezésért felelős mesterséges intelligenciája, az Arcturus ezekből az adatokból és az Ön prioritásaiból kiindulva ütemezi a rendelések műveleteit a rendelkezésre álló erőforrásokra. Az eredményül kapott sorrend a Gantt-idővonalon látható, a kapacitásnézetek pedig megmutatják, hol közelíti meg a terhelés a rendelkezésre álló kapacitást. Ha az anyagellátást figyelembe vevő ütemezés engedélyezve van, az alkatrészek rendelkezésre állása is befolyásolja, mikor végezhető el a munka.

Térjünk vissza a közösen használt vizsgálóberendezéshez. A kiegyensúlyozás során megállapítottuk, hogy a vizsgálat és a csomagolás képes tartani az elvárt ütemet. A tervezett gyártási időszakban azonban egy másik rendeléshez is szükség van a vizsgálóberendezésre. Ha mindkét rendelés ugyanabba a véges kapacitású ütemtervbe kerül, láthatóvá válik az ütközés, ahelyett, hogy két külön listán ugyanarra az időre terveznék a berendezés használatát.

Ezután a tényleges döntéssel foglalkozhat: módosítja a rendelések prioritását, másik alkalmas erőforrást használ, többletkapacitást biztosít, vagy megváltoztatja a gyártás időzítését. Az Arcturus az Ön által megadott szabályok alapján végzi el az ütemezési számításokat, így kevesebb kézi munkával tartható összhangban az állomások és részlegek feladatsorrendje.

Ha egy művelet valóban elvégezhető több alkalmas munkaállomáson párhuzamosan, a SkyPlanner a megfelelő beállítás engedélyezése esetén meg is oszthatja közöttük a gyártási feladatot. Ez hasznos lehet a párhuzamos végrehajtásra alkalmas munkáknál. Egy rendelési művelet megosztása az alkalmas erőforrások között nem ugyanaz a döntés, mint annak meghatározása, hogy mely szerelési munkaelemek kerüljenek az egyes állomásokra. Rögzítse egyértelműen a jóváhagyott munkamódszert és az alkalmassági szabályokat, hogy az ütemterv a ténylegesen alkalmazni kívánt gyártási folyamatot tükrözze.

A SkyPlanner nyílt REST API felületén keresztül bármely ERP vagy MES rendszerrel integrálható. Megtarthatja a rendeléseit kezelő rendszert, és összekapcsolhatja egy összehangolt gyártási ütemtervvel, ahelyett, hogy külön táblázatban állítaná össze újra a gyártósor prioritásait.

Mit változtatott meg a közös terv az UTU-nál?

Az UTU ulvilai gyárában, ahol elosztó- és kapcsolóberendezéseket gyártanak, a tervezés korábban részlegenként külön Excel-táblázatokra épült. Az ERP rendszerben módosított gyártási sorrend nem mindig jutott el az üzembe, és nehéz volt átlátni a tényleges kapacitást.

Az UTU az Oracle NetSuite mellett bevezette a SkyPlanner rendszerét, és a gyár sorait, valamint részlegeit egyetlen tervezőrendszerbe fogta össze. A csapat a mesterséges intelligencián alapuló ütemezés, a Gantt-idővonal és a kapacitás átláthatóságának együttes előnyét emeli ki. Az ügyfél beszámolója szerint a frissített feladatsorrendek ma már másodpercek alatt eljutnak a gyártósoron dolgozó szerelőkhöz.

Ez a tapasztalat jól mutatja azt az ütemezési problémát, amelyet a megfelelően kiegyensúlyozott gyártósornál is meg kell oldani: a munkát végző dolgozóknak az aktuális sorrendre van szükségük, nem pedig gondosan kidolgozott feladatelosztásra egy elavult feladatsor mellett.

6. Ellenőrizze a kiegyensúlyozást a gyártósoron, és tartsa naprakészen

Próbálja ki a módosított elosztást a szokásos működést reprezentáló termékekkel, operátorokkal és anyagellátással. A teljes ciklust figyelje meg, beleértve az átadásokat, az indulást és a közösen használt erőforrásokat is, ne csak az áthelyezett munkaelem idejét mérje.

Vesse össze a minőségi követelményeknek megfelelő legyártott darabok számát a kereslettel, és ellenőrizze az állomások ciklusidejének ingadozását, a várakozást, a befejezetlen termelést, a minőséget és az operátorok visszajelzéseit. Ha a gyártósor nem éri el a kitűzött célt, állapítsa meg, hogy a feladatelosztás, egy nem stabil munkamódszer, valamilyen hiány vagy ütemezési ütközés okozza-e az elmaradást. Mindegyik más beavatkozást igényel.

A változtatás kiterjesztése előtt frissítse a szabványos munkavégzés leírását, és képezze ki az érintett operátorokat. Vizsgálja felül a kiegyensúlyozást, ha változik a kereslet, a termékkonstrukció, a termékösszetétel, a szerszámozás vagy a létszám. A gyártási tervben szereplő műveleti időtartamokat és az erőforrások rendelkezésre állására vonatkozó adatokat tartsa összhangban a próbaüzem megállapításaival.

Ha szeretné látni, hogyan működne a jóváhagyott elosztás a gyár többi rendelése mellett, foglaljon SkyPlanner-bemutatót. Hozza magával egy gyártósor technológiai útvonalát, az állomásidőket és egy közös erőforrást érintő ütközés példáját. Megnézheti, hogyan áll össze ezekből az adatokból egy összehangolt ütemterv, és hogyan reagál a terv a prioritások vagy a kapacitás változására. Ha előbb önállóan ismerkedne a rendszerrel, próbálja ki a SkyPlanner rendszerét demóadatokkal.